地震复习.docx

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地震复习

绪论

地震：

地振动，分天然地震与人工地震

地震勘探：

通过人工手段激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下地质构造，为寻找油气田等目的服务的一种物探方法。

地震勘探在石油地质勘查中能完成的任务

1.测定整个沉积剖面的地质构造，圈定与石油天然气储层相关的背斜、断层等构造；

2.对与各反射层相当的地质层位做出正确的判断，对地下地质构造的特点进行说明，绘制反应某些主要层位完整的欺负形态的构造图，为最后查明有含油气希望的构造，提出钻探井位。

地震勘探工作的组成部分与相应任务

1.野外工作

任务：

在地质工作和其他物探工作初步确定的有希望的地区布置侧线，人工激发地震波，并利用野外地震仪把地震波传播的情况记录下来。

2.室内资料处理

认为：

根据地震波的传播理论，利用数字电子计算机，对野外获得的原始资料进行各种加工处理工作，以及计算地震波在地层内传播的速度等。

3.室内资料解释

任务：

运用地震波传播理论和石油地质学的原理，综合地质、测井、钻井的资料，对地震剖面进行深入的分析研究，解决，地下地质构造、地形起伏形态、岩性、时代、完整空间概念等问题。

第一章

波前：

某一时刻所有刚刚振动的质点构成的空间曲面，是地震波传播的最前沿的空间位置

波尾：

由刚停止振动的所有质点构成的空间曲面

扰动带：

处于波前和波尾之间的范围内的质点正处于振动状态，其位移不为零的空间范围，是地震波行进的区域。

射线；波从一点到另一点传播的路径，代表了波传播的方向，射线永远垂直于波前。

波剖面：

表示沿波传播方向上各质点在同一时刻位移情况的图形，参数为波峰、波谷视波长。

是在空间域描述波的传播。

振动图：

用于反应地震波在传播过程中，某一质点随时间振动的特点的图形。

用横坐标表示质点振动时间t，纵坐标表示对应的位移u，参数为波的初至、振动周期、频率、振幅等。

是在时间域描述波的传播。

地震波记录用振动图。

波的球面扩散：

在均匀介质中，震源为点震源是，波前面是球面。

从震源发出总能量不变时，单位面积上的能量与振幅相对减少。

波的吸收衰减：

由于介质非完全弹性所引起的地震波振幅衰减

反射系数：

反射波振幅与入射波振幅之比

透射系数：

透射波振幅与入射波振幅之比

主频：

频谱曲线极大值所对应的频率峰值

频带宽度：

若以∣A（f）∣的值为1，可找到对应∣A（f）∣＝0.707的两个频率值f1,f2，f1,f2的大小反映了脉冲信号的绝大部分能量集中在哪个频率范围内，Δf的大小给出了这个范围的宽窄

均匀介质：

地震波速与深度无关，传播速度为常数的介质。

层状介质：

成层分布的地层，地震波在每层中的传播速度相等，各层之间的速度都不相同的介质。

连续介质：

地震波在地层中的传播速度随深度增加连续变化的介质

地震勘探的理论基础：

地震勘探中将地下岩石看做为弹性介质

能够用地震勘探方法解决地质问题的客观前提

1.由于不同埋藏深度,不同地质年代或不同岩性的岩石往往具有不同的弹性模量.这样在一个地质剖面中,就存在许多弹性分界面（即地震界面）；

2.大多数情况下地震界面与地层（地质）界面是一致的。

地震波的形成过程

假设地下岩石是均匀介质，它的各部位之间存在着弹性联系，当炸药在岩层中爆炸后，应变形成三个区域：

破坏圈,塑性带,弹性形变区；其中在弹性形变区内，随着离开震源距离的增大，炸药的能量将变得更小，爆炸所产生压力作用变得很小，作用时间很短，所以此区域的岩石已处在弹性限度内，可以把岩石看成是完全弹性体，整个区域称为该区受力后，岩石质点将发生弹性形变，即发生弹性振动。

由于岩石部分之间有弹性联系，所以这一部分岩石的质点（形变）又引起它周围各部分岩石的振动（形变〕。

这样的弹性振动将由近及远的传播出去，就形成了在地下岩层中传播的弹性地震波。

地震波的种类与各自特点

地震波主要分为体波与面波，体波分为纵波与横波，面波分为瑞利波和勒夫波。

各自特点：

纵波（P）：

振动方向与波传播方向一致，石油地质勘探主要用纵波；

横波（S）：

振动方向与波传播方向垂直，且只能在固体弹性介质中传播；

瑞利波（R）：

只存在于自由表面（地面）附近，并沿其传播。

地面质点在平行与波传播方向的垂直面内振动，轨迹是一个长轴铅垂短轴水平、长轴为短轴一倍半的逆进椭圆，低频低速。

勒夫波（L）：

产生于上层介质中横波速度小于下层介质横波速度的界面。

界面上的质点振动方向与波传播方向垂直。

地震波的频谱分析

地震波是一个非周期的脉冲振动，它是由无限多个不同频率、不同振幅、不同频率、不同相位、不同周期的谐和振动所组成。

利用频谱分解可将脉冲地震波分解为无限个谐和振动。

信号在时间域、频率域的表示形式，及二者联系

信号在时间域的表示形式：

把信号表示为振幅随时间变化的函数，如波振动图。

信号在频率域的表示形式：

把信号表示为振幅和相位随频率变化的函数，如波频谱图。

两者虽形式不同，但本质上等价，之间的关系可通过傅氏变换表示出来。

名称

系数定义

系数物理含义

公式

系数范围

形成波条件

备注

反射波

在垂直入射时，反射波和入射波振幅之比

地震波垂直入射到分界面后，被反射回去的能量的多少

R=（Zn-Zn-1）/

（Zn+Zn-1）

（-1—1）

上、下介质的波阻抗差不为零

极性的变化取决于R的正负

透射波

透射波的振幅与入射波振幅之比

入射波的能量有多少转换为透射波能量

T=1-R（垂直入射）

0≤T≤2

只有在上，下介质波的传播速度不相等时

透射波与入射波相位总是一致的

折射波

i=arcsin

（V1/V2）

下面介质的波速要大于所有上面介质的波速；

入射角是以临界角入射

存在盲区

XM=2h*tani

不能用折射波法来勘探高速层以下的界面

地震波的类型及其主要频谱特征

地震波一般包括：

反射波，折射波，面波，声波，微震等。

a.反射波，折射波主频在30-60HZ；

b.面波主频10-30HZ；

c.交流电干扰能量主要分布在50HZ;

d.微震干扰频带较宽（高频）;

e.声波干扰100HZ以上;

各种波频谱不同，利用这些差别进行频谱滤波。

地震波速度分布规律：

成层性、递增性、方向性、分区性

三种介质下速度特点

速度

V-H坐标中

射线与波前

均匀介质

速度是常数

平行于H轴的直线

射线是从炮点发出的直射线，波前是以炮点为圆心的同心圆

层状介质

每层中速度相同

不同层中速度不同

阶梯状

射线是折射线，波前是不同心的圆

连续介质

速度随深度增加而增加

是斜线（线性变化）

射线是曲射线。

波前也是曲面

影响地震波速度的主要地质因素

岩石密度、地质年代对地震波速度的影响；成正比

地层的埋藏深度对速度的影响；成正比，速度变化的梯度（变化率）深层与浅层不同

岩石的孔隙度对速度的影响；孔隙度大，则速度就小；

岩石中的孔隙充填物对与速度的影响，砂岩速度突降是含油气的标志之一。

影响地震波振幅的主要因素

（1）球面扩散（波前扩散）其能量（振幅）衰减规律是振幅与传播距离成反比。

（2）吸收衰减按指数规律衰减：

Ar=A0*e-α.r=A0*e-α（f）*r

（3）透射损失一般,透过中间界面的R越小，则透射损失就越小（即被反射回去的能量少，

大部分能量都向下传播了。

（4）波的散射使能量降低

（5）反射系数反射系数是影响地震波能量的主要因素，反射波能量的大小（强度），与反射

系数R的大小有很大关系，

地震波振幅和频率等动力学特点与哪些因素有关，研究它对于解释地下岩性有什么作用？

如果在O点激发，G等观测，试分析下述模型中可能观察到哪些波动？

为什么

第二章

时距曲线：

表示地震波的传播时间t和爆炸点与检波点之间的距离x的关系曲线

共炮点记录：

一点激发，沿测线若干接收点接收。

共反射点记录：

对每一个接收点，共有一个反射点。

共中心点记录：

是共反射点R在地面的投影点，也是接收距的中心点。

虚震源：

震源关于反射界面的对称点

t0时间（自激自收时间）：

地震波从震源出发沿界面的法线深度h的往返时间。

正常时差：

任一接收点反射波走时与炮点反射波走时之差。

正常时差校正：

各个接收点时间减去相应的正常时差的校正。

平均速度：

波垂直穿过地层的总厚度与总的传播时间之比。

均方根速度：

把层状介质的波的高次曲线看成是二次曲线时波所具有的速度。

视速度：

沿测线方向观测到的波的传播速度。

多次反射波（多次波）：

地震波有震源向地下传播时，遇到强的波阻抗分界面是产生来往于界面之间几次的反射的波

绕射波：

地震波在地下岩层中传播，当遇到岩性突变点，如断层的断棱，地层尖灭点，不整合面上起伏点等，这些点会成为新震源，而产生一种新的球面波

推导水平界面时共炮点反射时距曲线方程，画出射线路径、时距曲线，并说明特点。

推导水平界面时共反射点反射时距曲线方程，画出射线路径、时距曲线，并说明特点。

正常时差的特点及消除方法

共炮点记录与共反射点记录的异同

导出视速度定理的表达式，并说明为什么反射波的时距曲线具有变化的是斜率而不是直线。

推导当倾斜界面上倾方向与x轴相反时，共炮点反射波时距曲线方程，绘出射线路径与时距曲线，并说明其特点。

导出两层水平层状介质情况下平均速度和均方根速度的表达式。

写出地震勘探中的时深转换表达式，并说出影响时深转换的因素有哪些。

多次波的产生条件与类型

地质条件：

强反射界面，如低速带底界面、不整合面、火成岩界面、海水面、海底面

时距曲线的特点

（1）仍为双曲线，且极小点仍位于界面上倾方向，但偏移距比一次波偏移距大，

（2）多次波t0ˊ与一次波t0时间近似成倍数关系；

（3）假想界面的视倾角与R界面的视倾角成倍数关系；

（4）多次波的产生与地下岩性无关（是干扰波）。

（5）极小点位于界面的上倾方向。

推导界面上倾方向与x轴正向一致时二次全程多次反射波时距曲线方程，并说明其特点

证明多次波时距曲线比具有相同t0时间的反射波的时距曲线弯曲度大

产生绕射波的地质条件

地质条件：

岩性突变点，断点，地层尖灭点，不整合面上起伏点。

当炮点位于断点正上方时，绘出反射波和绕射波时距曲线，并说明其特点

证明绕射波时距曲线比有相同t0时间的反射波的时距曲线弯曲度大

第三章

检波道数（N）：

地震勘探施工中，检波器沿测线等距离布置在地面上的个数。

道间距（Δx）：

（两个检波器之间的距离

接收距（L）：

安排检波器的地表长度。

L=（N-1）*Δx

放炮形式：

（1）中间放炮，

（2）端点放炮；

偏移距（X1）：

第一个检波器离开炮点的距离；X1必须是Δx的整数倍。

X1=0，零偏移距。

排列长度（X）：

一个炮点与24或更多道检波器所组成的测线段，

当偏移距X1=0时，排列长度为X=L=（N-1）*Δx

当偏移距X1不等于0时，X=L+X1

最大炮检距（Xmax）：

指炮点到最远检波器的距离，数值上等于排列长度。

地震测线：

沿地面或海面进行地震勘探野外工作的路线。

采样：

采样率：

离散谱：

连续谱：

资料的信噪比：

组合检波：

组合的灵敏度：

剩余时差：

地震测线布置的原则及需注意的问题

地震检波器的作用

地震检波器应具有的特点

用框图概括说明地震记录仪器的主要结构

地震反射波观测系统的类型，并用综合平面图表示

在野外如何选择反射波法的观测参数

在观测测线上如遇到障碍物时应采取什么样的观测系统，举例说明并用观测系统图表示之。

组合法的原理与特性

检波器组合压制干扰波的原因、原理与过程，压制的干扰波的主要类型

组合法提高资料信噪比的原因

第四章

多次覆盖法提高地震资料信噪比的原因

它是利用有效波（一次反射波）和干扰波（多次反射波）经正常时差校正后，存在着剩余时差的差异，来突出有效波（一次反射波），压制干扰波（多次波），提高资料信噪比

多次覆盖法的原则、作用及目的

原则：

即对地下同一反射点，进行重复多次观测（多次采集）。

目的：

突出反射波，压制干扰波，提高资料的信噪比。

作用：

提高资料信噪比的另一种方法，主要是压制多次波。

水平界面一次反射波的叠加效应

多次覆盖对于一次反射波来说，相当于不同位置相同时间波的同相叠加，叠加后能量增强。

这就回答了为什么多次覆盖能突出一次反射波，提高资料信噪比。

水平界面多次反射波的叠加效应

多次波时距曲线比具有相同t0时间的一次波曲线弯曲。

即t0时间相等，但二次波曲线在一次波曲线的上方。

对多次波的叠加，相当于不同位置，不同时间波的不同相叠加，叠加后，能量相互抵消，压制了多次波。

一次反射波（动校正后）剩余时差为0，波形对齐，同相叠加，振幅增强。

多次波（动校正后）剩余时差不为0，波形对不齐，不同相叠加，振幅减弱

倾斜界面一次反射波的叠加效应

不存在一个共反射点（只有一个共中心点）

具有相同t0时间的倾斜界面，一次反射波时距曲线比水平界面一次反射波时距曲线缓。

此时，如果对倾斜界面的共中心点时距曲线仍按水平界面一次反射波时距曲线的动校正量进行动校正，必然会出现校正过量的现象，出现负的剩余时差，即剩余时差曲线是下弯的曲线

产生多次波剩余时差的原因及剩余时差的特点

剩余时差：

动校正后的时间与t0时间之差。

即：

δt=（tx-Δt）-t0=t0-t0=0

产生原因：

由于多次波比一次波时距曲线弯曲（陡）（各点的td（xi）>t（xi））,所以，如果这时仍按一次波速度对多次波进行动校正（正常时差校正），就会出现校正不足的现象，即多次波时距曲线拉不平，校正后曲线仍向上弯曲，即出现了剩余时差。

特点：

a.剩余时差是二次曲线（抛物线）：

δtd=X2（1/Vd2-1/V2）/（2*t0）

b.剩余时差与X2成正比，即各叠加道剩余时差是不同的，叠加时为不同相叠加，总有一部分能量抵消，所以，叠加后能量总振幅小于单个能量振幅，从而压制了多次波。

组合法与多次覆盖法的异同

组合

多次覆盖法

原理

要是利用有效波（一次反射波）与干扰波（面波）的视速度或传播方向的差异来达到提高反射波，削弱面波（干扰波）的目的

它是利用有效波（一次反射波）和干扰波（多次反射波）经正常时差校正后，存在着剩余时差的差异，来突出有效波（一次反射波），压制干扰波（多次波），提高资料信噪比

目的（相同）

提高有效波，削弱干扰波

提高资料信噪比

反射波叠加（相同）

同相叠加，能量增加

干扰波叠加（相同）

不同相叠加，能量降低

第五章

动校正：

将非自激自收道上的反射波达到时间tx校正为自激自收上的反射波达到时间t0的处理

静校正：

消除低速带厚度h0、速度v0变化、地表起伏不平对波传播时间的影响，即从波传播时间中去掉表层因素造成的时差影响

滤波：

输入同一信号，经不同性能滤波器，对波形（信号）进行了不同程度的改造，将得到不同的输出。

滤波的三要素：

输入、输出、滤波器（改造过程）

一维频率（数字）滤波：

利用有效波和干扰波频率的差异来突出有效波，压制干扰波，达到提高资料信噪比的。

由于滤波过程仅涉及一个变量（时间t，或频率f），所以称一维滤波。

反滤波：

所谓反滤波仍然是一个滤波的过程,这个滤波过程的作用恰好与某个其它滤波过程的作用相反,将该滤波过程的作用抵消.

叠加速度：

用于水平叠加或动校正的速度

叠加速度谱：

对某一t0的共反射点时距曲线,用一系列速度（V=Vmin,Vmin+Δv,…….Vmax）,对其进行动校正、叠加,其中使时距曲线被拉平或叠加后能量最强的速度V，就是叠加速度。

理想的地震记录：

由一系列到达时不同,幅度不同的尖脉冲组成的记录,也称反射系数序列.

实际的地震记录：

由一系列大小不同,极性不同,到达时不同的地震子波组成.震源子波δt,在传播过程中受到地层的吸收,反射界面的影响,变成了一个具有一定延续时间的信号（波形）,称此信号为实际的地震记录

水平叠加流程的处理模块，处理流程图

处理模块：

输入、预处理、实质性处理、修饰性处理和输出部分。

1．输入：

将野外工作记录的磁带数据输入到计算机中；

2．预处理：

数据重排，不正常道、炮处理，抽道集。

3．实质性处理：

动校正、静校正、叠加。

在实质性处理中还有滤波、反滤波。

但在何时、何处处理不定，所以用虚框。

在处理时用到速度参数，所以要进行速度分析。

4．修饰性处理：

道内平衡、道间平衡、相干加强等。

5．输出：

将处理好的水平叠加时间剖面记到计算机中或用磁带保存起来。

另外，由于时间剖面存在假象，要进行偏移处理。

流程图

动校正的作用、目的、方法、问题

作用：

对共炮点记录（道集）动校正后，得到与地下界面形态类似的单次覆盖的剖面。

（一次覆盖剖面）

目的：

对共反射点记录，可以使来自同一反射点的反射波时间相同，便于叠加，增大能量。

步骤：

1.计算动校正量（正常时差Δt）

2.进行动校正，动校正公式：

t0=t（x）-Δt

问题：

1.动校正产生波形畸变

2.计算机无法识别反射波

静校正处理的目的与方法

目的：

消除表层因素造成的时差影响（地形起伏。

低速带厚度、速度变化。

由于对同一道来说，从浅到深，有相同的静校正量，所以称为静校正。

叠加速度谱及其制作过程及原理

叠加速度谱：

对某一t0的共反射点时距曲线,用一系列速度（V=Vmin,Vmin+Δv,…….Vmax）,对其进行动校正、叠加,其中使时距曲线被拉平或叠加后能量最强的速度V，就是叠加速度

计算机制作速度谱主要分为四步.

A.对某个共反射点记录进行离散采样.

B.固定某个t0，用V扫描（用一系列速度）,对共反射点曲线进行动校正,叠加,得到一条能量谱线.

C.对t0时间循环，重复上述过程，得到多条能量谱线.

D.连接各能量谱线的峰值,就得到速度曲线

第六章

同相轴：

地震剖面上同一界面反射波组相同相位的连线

地震时间剖面：

时间剖面对比：

在地震反射时间剖面上，根据反射波的运动学和动力学特征来识别和追踪同一反射界面反射波的工程。

时间剖面交点：

交点闭合：

在时间剖面交点处，同一界面的反射波应具有相同或相近的时间值。

在地面交点处，接收到的同一界面的反射波路径相同，所以时间应相同。

地震特殊波：

多次波，断面波，发散波，绕射波。

断面波：

断距较大，断层面两侧岩层波阻抗有明显差别，且较光滑的断层面产生的反射波

回转波：

时深转换：

将地震数据从时间域向深度域转换的过程